通用电气展示ATP新引擎：含35%的3D打印零件

发布时间：2016/11/8 0:06:50

近日，通用电气（GE）对一个验证引擎进行了测试，该引擎的35%是由增材制造零件组成的。它被用来为全新设计的先进涡轮螺旋桨（ATP）引擎验证3D打印零件。这款ATP引擎将被用在新的Cessna Denali单引擎涡轮螺旋桨飞机上，这些轻量级3D打印零件使得引擎减少了5%的重量，提高了1%的燃油消耗率。

GE的CT7引擎

这些金属3D打印零件具有拓扑优化结构，并且能减少引擎所需要的连接部件，这些使得引擎重量变得更轻。“如果使用传统的减材制造零件和组装，你需要通过焊接、使用螺栓等方式将零件安装在一起，而这必定会增加引擎的重量，”GE航空（GE Aviation）的ATP工程总经理Gordon Follin说，“在ATP引擎上，增材制造零件减少了对这些连接的需求，从而降低了重量，同时还优化了零件的设计。”

为了给ATP引擎验证3D打印零件，GE开发了一个CT7-2E1技术验证引擎——a-CT7。该引擎的设计、制造、测试一共花了18个月，是根据现有的CT7发动机（非增材）逆向工程制造出来的。它完全展示了航空航天增材制造的力量，16个增材制造零件替代了曾经的900多个减材制造零件。他们并未打算将验证引擎投入使用，但由于ATP引擎的架构来自CT7，这使得a-CT7引擎上通过测试的增材制造零件能用在ATP引擎。

ATP引擎将拥有比航空史上任何一个引擎更多的3D打印零件。855个减材制造零件将减少为12个增材制造零件，而它们占到了ATP引擎总零件数的35%。3D打印部分包括机油箱、轴承座、框架、排气机匣、燃烧室、热交换器和固定流道组件。

ATP引擎上的12个3D打印零件标志着增材制造在CFM LEAP引擎上的使用急剧增加。在这之前，CFM LEAP引擎上只出现过一个3D打印的燃料喷嘴。曾经设计3D打印燃料喷嘴的八名工程师再次为a-CT7创造出12个增材制造零件，而下一代a-CT7将拥有更进一步的3D打印零件。

GE的3D打印燃料喷嘴

据GE讲，增材制造也帮助提高了生产速度。例如，燃烧室的内衬在短短两天之内就被打印了出来。“增材制造带来的另一个巨大益处是快速推动了测试任务的完成，”Follin说，“对于像ATP这样的一个项目而言，我们宗旨是更快速地对硬件进行测试，而不是花太多时间在计算机模型上。这样我们可用测试所得数据来帮助我们设计下一次迭代，从而生产出更好的产品。相比传统的制造方法，增材制造大大缩短了我们的产品设计和生产周期。”

这款1,240SHP ATP引擎是GE一个新的涡轮螺旋桨引擎系列中的首款产品，专门针对1000-1600 SHP商务和通用航空飞机而开发，将于2017年底投入使用。将由ATP引擎驱动的新的Cessna Denali将能航行1600海里，其速度高于285节。

Cessna Denali

GE航空的业务副总裁Brad Mottier近日公布说，为了全面推进其增材制造计划，GE已经花费了大约10亿美元。

ATP引擎的特点：

12个增材制造零件（占总零件数的35%）

16:1总压比（OPR）

减少了20%的燃料燃烧（相比同等大小的竞争引擎）

提高了10%的巡航功率

基于CT7的、加固了的模块化结构

全钛3D气动压缩机，以实现轻量和高效的发电

冷却的涡轮叶片，以实现更大的推力和更高的燃料效率

一体化的电子推进控制

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